JPH0679668A - Hierarchized robot device - Google Patents

Hierarchized robot device

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JPH0679668A
JPH0679668A JP23436392A JP23436392A JPH0679668A JP H0679668 A JPH0679668 A JP H0679668A JP 23436392 A JP23436392 A JP 23436392A JP 23436392 A JP23436392 A JP 23436392A JP H0679668 A JPH0679668 A JP H0679668A
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servo driver
electric actuator
robot
signal
control unit
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Tadashi Nagashima
是 長島
Atsushi Tokioka
淳 時岡
Ken Onishi
献 大西
Takeo Omichi
武生 大道
Tomokichi Ibe
智吉 井辺
Tetsuji Hayashi
哲司 林
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide possibility of freely designing and fabricating a robot with layer which the use desires, by dividing robot device into a plurality of hierarchical parts according to the function, and equipping each hierarchical part with a connector function for generating connections of hierarchical parts with one another and with other type devices. CONSTITUTION:A motor-driven actuator 100, servo driver 200, motion control part 300, operation control part 400, and operating machine 500 are each equipped with functions required in the first to fifth hierarchical part, and the hierarchical parts are made connectable by a predetermined interface function. Accordingly the robot device can by constructed by piling up only devices of the necessary hierarchy. The motor-driven actuator part 100 can be connected with any of the servo driver 200 and a user driver 10, while the servo driver 200 can be connected any of the motion control part 300 and a user motion control part 20, and the operation control part 400 is connectable with any of the operating machine 500 and a user operating machine 30, and thus flexible combination is available.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は階層化ロボット装置に関
し、適用作業やユーザの要望に応じた各種タイプのロボ
ットを容易に設計・製造することができるようにしたも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hierarchized robot apparatus, and makes it possible to easily design and manufacture various types of robots according to application work and user's request.

【0002】[0002]

【従来の技術】ロボットは産業界において広く使用され
ている。従来のロボットは、適用範囲がある程度限定さ
れており、その使用目的に応じて最大の機能が発揮でき
るように、各適用範囲ごとにロボットのハード及びソフ
トを有機的に結合して一体的に開発・設計して製造され
ている。つまり、適用する作業に応じたノウハウも含め
て、その作業に適した機能が発揮できるように各適用作
業ごとに専門のロボットの設計・製造をしている。
Robots are widely used in industry. The application range of conventional robots is limited to some extent, and the hardware and software of the robots are organically combined for each application range so that they can exert their maximum functions according to their intended use. -Designed and manufactured. That is, a specialized robot is designed and manufactured for each application work so that the function suitable for the work can be exhibited, including the know-how according to the work to be applied.

【0003】一方、使用者は、専門に開発されたロボッ
トに対し設定条件を変えたりアタッチメントの選択をす
ることにより、ある程度の範囲内において適用範囲を拡
大したり変更することはできる。しかし、使用者が適用
作業を変更し、違う目的にロボットを適用しようとする
と、大幅な変更・改造を要する。一般的には適用作業を
変更したときには、新規にロボットを設計・製造するこ
とが多い。
On the other hand, the user can expand or change the applicable range within a certain range by changing the setting condition or selecting the attachment for the robot specially developed. However, if the user changes the application work and tries to apply the robot for a different purpose, a large change or modification is required. Generally, when the application work is changed, a new robot is often designed and manufactured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来で
は、適用範囲をある程度限定したロボットを開発,設
計,製造していたため次のような問題があった。 (1) ロボットの機能がある範囲に限定されしかもハ
ードとソフトが一体的に構築されているため、使用者の
機能要求変更に対してフレキシブルに対応できない。
As described above, in the past, there were the following problems because a robot whose application range was limited to some extent was developed, designed and manufactured. (1) Since the function of the robot is limited to a certain range and the hardware and the software are integrally constructed, it is not possible to flexibly respond to the change of the user's function request.

【0005】(2) ハード及びソフトを含めて完成し
たロボットであるため、ロボットの一部を、使用者の有
しているシステムに置き換えることはできない。つまり
例えば使用者が適用作業に応じたコントロールシステム
をすでに有している場合に、ロボットのコントロールシ
ステムを除いたアーム部等と、前記コントロールシステ
ムを接続してロボットを構成することはできない。この
ため使用者にとっては、各適用作業ごとに専用のロボッ
トを多種多様に数多く持つ必要があり、導入コストがか
さみ維持・管理に大変な労力を要する。
(2) Since it is a completed robot including hardware and software, part of the robot cannot be replaced with the system owned by the user. That is, for example, when the user already has a control system according to the application work, the robot cannot be configured by connecting the control system to the arm part etc. excluding the control system of the robot. For this reason, it is necessary for the user to have a wide variety of dedicated robots for each application work, and the introduction cost is high, and a great amount of labor is required for maintenance and management.

【0006】(3) 上記(2)を製造者側から言う
と、適用作業ごとにロボットを設計・製作する必要があ
るため、多大の時間と労力を要しコストが高くなる。よ
って販売がしにくくなる。
(3) From the manufacturer's point of view of (2) above, since it is necessary to design and manufacture a robot for each application work, it takes a lot of time, labor and cost. Therefore, it becomes difficult to sell.

【0007】本発明は、上記従来技術に鑑み、適用作業
やユーザの要望に応じて最適なロボットを容易に設計・
製造できる階層化ロボットを提供することを目的とす
る。
In view of the above-mentioned conventional technique, the present invention easily designs / optimizes an optimal robot according to application work and user's request.
An object is to provide a layered robot that can be manufactured.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、ロボット装置が機能に応じて複数の階層部
に分割されており、各階層部はその階層において必要と
される最低限の機能を少なくとも有するとともに、入出
力される信号仕様があらかじめ規定され、更に各階層部
は階層部相互や他の機種装置と接続するためのコネクタ
機能を有することを特徴とする。
According to the configuration of the present invention for solving the above-mentioned problems, the robot apparatus is divided into a plurality of layer portions according to the function, and each layer portion is the minimum required in that layer. In addition to having at least the above function, the specifications of input and output signals are defined in advance, and each layer portion has a connector function for connecting each layer portion and other type devices.

【0009】[0009]

【作用】ロボット装置が階層化されているため、適用作
業やユーザの要望に応じたレベルのロボットを、必要な
階層部を組み合せるだけで、構成でき、ユーザの有して
いる既存のシステムとの結合もできる。
Since the robot apparatus is hierarchized, the robot of a level according to the application work or the user's request can be constructed by simply combining the necessary hierarchal parts with the existing system owned by the user. Can be combined.

【0010】[0010]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0011】まずはじめに本発明の第1の実施例を、図
1を基に説明する。図1に示すように実施例に係るロボ
ット装置は、5つの階層部に分かれている。つまり第1
階層部である電動アクチュエータ部100と、第2階層
部であるサーボドライバ200と、第3階層部である運
動制御部300と、第4階層部である操作制御部400
と、第5階層部である操作機500に階層化されて構成
されている。
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the robot apparatus according to the embodiment is divided into five hierarchical layers. That is, the first
The electric actuator section 100 which is a layer section, the servo driver 200 which is a second layer section, the motion control section 300 which is a third layer section, and the operation control section 400 which is a fourth layer section.
And the operating device 500, which is the fifth layer portion, is layered.

【0012】詳細については後で順次説明していくが、
各階層部100〜500は、それぞれ各階層において必
要とされる最低限の機能を少なくとも有しており、各階
層部は使用者の要求に応じて最適なものを選択して構成
している。つまり各階層において、機能や能力の異なる
複数の製品を準備しておき、その中から最適なものを選
択して用いているのである。例えば第1階層においては
軸数が3軸や4軸や5軸や6軸のアームを準備してお
き、その中から使用者の要求に合った最適なものを選択
して用いている。ちなみに図1の電動アクチュエータ部
100では3軸のアーム101を用いている。
The details will be described later one by one.
Each of the layer units 100 to 500 has at least the minimum function required in each layer, and each layer unit is configured by selecting an optimum one according to a user's request. In other words, a plurality of products having different functions and capabilities are prepared in each layer, and the optimum one is selected and used. For example, in the first layer, arms having three, four, five, or six axes are prepared, and the most suitable arm that meets the user's request is selected and used. By the way, the electric actuator unit 100 of FIG. 1 uses a triaxial arm 101.

【0013】また各階層部相互はインターフェース機能
により電気的に接続されている。しかも、各階層部に入
出力される信号仕様をあらかじめ規定しているので、各
階層部で任意に選択した階層部相互を自由に接続するこ
とができる。
The respective layer parts are electrically connected to each other by an interface function. Moreover, since the signal specifications input / output to / from each layer portion are defined in advance, layer portions arbitrarily selected in each layer portion can be freely connected to each other.

【0014】次に各階層部100〜500に装備される
部材や機能について説明する。
Next, members and functions equipped in each of the layer units 100 to 500 will be described.

【0015】電動アクチュエータ部100には、3軸の
アーム101と、各軸に備えたモータ及び位置検出器が
最低限準備されており、必要に応じてブレーキが備えら
れている。この電動アクチュエータ部100は使用者の
負荷条件や使用条件に合せて選定される。
The electric actuator section 100 is provided with at least a triaxial arm 101, a motor and a position detector provided for each axis, and a brake is provided if necessary. The electric actuator unit 100 is selected according to the load condition and the use condition of the user.

【0016】サーボドライバ200には、電源と、モー
タサーボドライバと、位置検出回路が最低限装備されて
いる。このサーボドライバ200は電力信号を出力して
電動アクチュエータ部100を動かすものであり、電動
アクチュエータ部100のアーム構成に応じて選定され
る。
The servo driver 200 is equipped with at least a power source, a motor servo driver, and a position detection circuit. The servo driver 200 outputs a power signal to move the electric actuator unit 100, and is selected according to the arm configuration of the electric actuator unit 100.

【0017】運動制御部300には、運動制御CPU
と、位置制御ソフトと、サーボドライバ200との通信
ソフトが最低限装備されている。この運動制御部300
は、上位階層部から送られてくる動作指令に基づき軸構
成に応じた最適なアーム動作(各アクチュエータ軸角
度)を制御する。
The motion control unit 300 includes a motion control CPU
At least the position control software and the communication software with the servo driver 200 are installed. This motion control unit 300
Controls the optimum arm operation (each actuator axis angle) according to the axis configuration based on the operation command sent from the upper layer section.

【0018】操作制御部400には、操作制御CPU,
操作機インターフェース(I/F),モード制御ソフ
ト,異常時インタロック制御ソフトが装備される。この
操作制御部400は、上位階層の操作機500の指令に
合せて下位階層の運動制御部300と通信して指令を出
力する。
The operation control unit 400 includes an operation control CPU,
It is equipped with an operation interface (I / F), mode control software, and interlock control software in case of abnormality. The operation control unit 400 communicates with the motion control unit 300 in the lower layer in accordance with the command from the operating device 500 in the upper layer and outputs the command.

【0019】操作機500は、アームを操作する指令を
作るところであり、使用者の要求に応じて、ジョイステ
ィック501,ハンディターミナル502,タッチパネ
ル503,音声認識装置504等の中から、一つ又は、
複数が選択されたものである。この選択は、作業のしや
すさ、操作性など使用者の要求により自由に行うことが
できる。
The operating device 500 is for making a command to operate the arm, and one or more of the joystick 501, the handy terminal 502, the touch panel 503, the voice recognition device 504, or the like is selected according to the user's request.
Multiple selections have been made. This selection can be freely made according to the user's request such as workability and operability.

【0020】上述した階層部100〜500を用いたロ
ボット装置では、次のようにして信号伝送が行なわれて
アームの動作が行なわれる。即ち操作機500を操作し
てアナログ信号である操作信号S1が出力されると、操
作制御部400は、操作信号S1を基に、アーム101
の先端が進むべき位置と方向(姿勢)を示すデジタル信
号である位置・方向信号S2を出力する。運動制御部3
00は、位置・方向信号S2を基に、アーム101の各
軸がどのように動いたらよいかを指令するデジタル信号
である各軸信号S3を出力する。サーボドライバ200
は、各軸信号S3に応じた電力S4を、アーム101の
各軸のモータに送る。このためアーム101が作動し、
このときアーム101の各軸に備えた位置検出器で検出
した検出軸角度Dは、サーボドライバ200及び運動制
御部300に送られ位置制御フィードバックループが形
成される。このようにして、操作機500の操作指令に
応じて電動アクチュエータ部100のアーム101が作
動する。
In the robot apparatus using the above-mentioned layer portions 100 to 500, signal transmission is performed and arm operation is performed as follows. That is, when the operation device 500 is operated and the operation signal S1 that is an analog signal is output, the operation control unit 400 causes the arm 101 to operate based on the operation signal S1.
The position / direction signal S2, which is a digital signal indicating the position and direction (posture) to which the tip of the head should move, is output. Exercise control unit 3
00 outputs each axis signal S3 which is a digital signal for instructing how each axis of the arm 101 should move based on the position / direction signal S2. Servo driver 200
Sends electric power S4 corresponding to each axis signal S3 to the motor of each axis of the arm 101. Therefore, the arm 101 operates,
At this time, the detected axis angle D detected by the position detector provided for each axis of the arm 101 is sent to the servo driver 200 and the motion control section 300 to form a position control feedback loop. In this way, the arm 101 of the electric actuator unit 100 operates according to the operation command of the operating device 500.

【0021】上述したように本実施例では階層化してロ
ボット装置を構成しているため、使用者において電動ア
クチュエータ100は用いるが、それよりも上位階層に
あるサーボドライバ200,運動制御部300,操作制
御部400及び操作機500を用いない場合には、使用
者の持っているユーザドライバ10の信号を、インター
フェース11により上述した信号仕様に変換して電動ア
クチュエータ100に信号を送るようにして、ロボット
装置を構成することもできる。
As described above, in this embodiment, since the robot apparatus is constructed by hierarchizing, the electric actuator 100 is used by the user, but the servo driver 200, the motion control section 300, and the operation in the hierarchy higher than that are used. When the control unit 400 and the operating device 500 are not used, the signal of the user driver 10 possessed by the user is converted into the above-mentioned signal specifications by the interface 11 and the signal is sent to the electric actuator 100, and the robot is operated. The device can also be configured.

【0022】また使用者において電動アクチュエータ部
100,サーボドライバ200は用いるが、それよりも
上位階層にある部材300,400,500を用いない
場合には、使用者の持っているユーザ運動制御部20の
信号を、インターフェース21により上述した信号仕様
に変換してサーボドライバ200に送るようにして、ロ
ボット装置を構成することもできる。
The user uses the electric actuator unit 100 and the servo driver 200, but when the members 300, 400 and 500 in the higher hierarchy than those are not used, the user motion control unit 20 possessed by the user. It is also possible to configure the robot apparatus by converting the above signal into the above-mentioned signal specifications by the interface 21 and sending it to the servo driver 200.

【0023】また使用者において電動アクチュエータ部
100,サーボドライバ200,運動制御部300は用
いるが、それよりも上位階層にある部材400,500
を用いない場合には、使用者の持っているユーザ操作制
御部40の信号を、インターフェース41により上述し
た信号仕様に変換して運動制御部300に送るようにし
て、ロボット装置を構成することもできる。
Although the user uses the electric actuator section 100, the servo driver 200, and the motion control section 300, members 400 and 500 in a higher hierarchy than that.
When not using, the robot apparatus may be configured such that the signal of the user operation control unit 40 possessed by the user is converted to the above-mentioned signal specifications by the interface 41 and sent to the exercise control unit 300. it can.

【0024】更に使用者において操作機500は用いな
いが、それよりも下位階層にある部材400,300,
200,100を用いる場合には、使用者の持っている
ユーザ操作機30やユーザのパソコンの信号を、インタ
ーフェース31により上述した信号仕様に変換してサー
ボドライバ200に送るようにして、ロボット装置を構
成することもできる。
Further, the user does not use the operating device 500, but the members 400, 300,
In the case of using the robots 200 and 100, the signals of the user operation device 30 and the user's personal computer possessed by the user are converted into the above-mentioned signal specifications by the interface 31 and sent to the servo driver 200, so that the robot apparatus It can also be configured.

【0025】結局、製造者側から考えた場合、(1)第
1階層部である電動アクチュエータ部100のみを単体
で設計(選択)・製造して販売することもでき、(2)
第1,第2階層部である電動アクチュエータ部100及
びサーボドライバ200を組み合せて設計・製造して販
売することもでき、(3)第1,第2,第3階層部であ
る電動アクチュエータ部100,サーボドライバ20
0,運動制御部300を組み合せて設計・製造して販売
することもでき、(4)第1,第2,第3,第4階層部
である電動アクチュエータ部100,サーボドライバ2
00,運動制御部300及び操作制御部400を組み合
せて設計・製造して販売することもでき、(5)第1〜
第5階層部である電動アクチュエータ部100,サーボ
ドライバ200,運動制御部300,操作制御部400
及び操作機500をフルセットにして設計・製造して販
売することもでき、(6)フルセットに更にオプション
機能を付加したシステムを設計・製造して販売すること
もできる。なおオプション機能としては力制御や作業管
理などがある。
After all, from the viewpoint of the manufacturer, (1) it is possible to design (select), manufacture, and sell only the electric actuator section 100, which is the first layer section, alone (2)
It is also possible to design, manufacture, and sell by combining the electric actuator unit 100 and the servo driver 200, which are the first and second layer units, and (3) the electric actuator unit 100, which is the first, second, and third layer units. , Servo driver 20
It is also possible to design, manufacture, and sell by combining 0 and the motion control unit 300, and (4) the electric actuator unit 100, which is the first, second, third, and fourth hierarchical units, the servo driver 2
00, the motion control unit 300 and the operation control unit 400 can be combined, designed, manufactured, and sold.
The electric actuator section 100, the servo driver 200, the motion control section 300, and the operation control section 400, which are the fifth layer section.
It is also possible to design, manufacture and sell the operating device 500 as a full set, and (6) design, manufacture and sell a system in which optional functions are further added to the full set. Optional functions include force control and work management.

【0026】次に本発明の第2の実施例を図2を基に説
明する。第2の実施例は、第1の実施例に対し力制御シ
ステム部600を付加するとともに、アーム101に力
センサ102を備えたものである。力制御システム部6
00は、力制御ソフト、運動制御CPU,力センサ用A
/Dボード等を有している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, a force control system unit 600 is added to the first embodiment, and an arm 101 is provided with a force sensor 102. Force control system section 6
00 is force control software, motion control CPU, force sensor A
/ D board etc.

【0027】力センサ102から、アーム101先端に
作用する力の大きさを示す力信号(アナログ信号)Pが
出力されると、この信号をフィードバック信号として力
制御フィードバックループを構成し、力制御システム部
600は、最適な力制御をするよう指令する力指令(デ
ジタル信号)S10を基に、アーム101の各軸がどの
ように動いたらよいかを指令するデジタル信号である各
軸信号S3をサーボドライバ200に送る。このためサ
ーボドライバ200から電動アクチュエータ部100に
送給される電力S4の値が、力指令S10に応じて調整
され、アーム101が発生する力がコントロールされ
る。かくて力制御ができる。
When a force signal (analog signal) P indicating the magnitude of the force acting on the tip of the arm 101 is output from the force sensor 102, a force control feedback loop is formed by using this signal as a feedback signal, and the force control system is formed. The unit 600 servos each axis signal S3, which is a digital signal instructing how each axis of the arm 101 should move, based on a force command (digital signal) S10 instructing optimal force control. Send to the driver 200. Therefore, the value of the electric power S4 sent from the servo driver 200 to the electric actuator unit 100 is adjusted according to the force command S10, and the force generated by the arm 101 is controlled. Thus, the force can be controlled.

【0028】次に本発明の第3の実施例を図3を基に説
明する。第3の実施例は、第1の実施例に示すロボット
装置において、操作機500の代りに作業管理部700
を備えたものである。作業管理部700は、パソコンや
EWS(エンジニアリングワーク ステーション)等で
構成されるとともに、適用作業ソフトや教示データ編集
ソフトや作業実行I/Fソフト等が設定されており、適
用作業に応じた運動制御上のノウハウ,動作順位,動作
の組合せ,他の装置とのインタロックを管理する。つま
り作業管理部700は、人間による判断機能と操作機5
00とを合せた機能を有しており、一旦スタートすると
適用作業に応じてアーム101を最適に動かすよう、操
作信号S1−1を自動的に出力する。なお、作業管理部
700で、適用作業を変更したり、作業内容に合せてア
ームの動作順位を変更したり、過去の動作を組み合せた
りする作業が行なうことができる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, in the robot apparatus shown in the first embodiment, the work management unit 700 is used instead of the operation device 500.
It is equipped with. The work management unit 700 is configured by a personal computer, an EWS (engineering workstation), etc., and has applied work software, teaching data editing software, work execution I / F software, etc. set, and motion control according to the applied work. It manages the above know-how, operation order, operation combination, and interlock with other devices. In other words, the work management unit 700 has a human judgment function and the operating device 5
00, the operation signal S1-1 is automatically output so that the arm 101 is optimally moved according to the application work once started. It should be noted that the work management unit 700 can perform work such as changing the applied work, changing the operation order of the arms according to the work content, or combining past operations.

【0029】ここで各実施例に用いた操作制御部40
0,運動制御部300,サーボドライバ200の具体的
回路構成の一例を説明する。
Here, the operation control unit 40 used in each embodiment
0, an example of a specific circuit configuration of the motion control unit 300 and the servo driver 200 will be described.

【0030】図4は操作制御部400の具体的回路構成
の一例を示す。この操作制御部400では入力用の4つ
のコネクタ401,402,403,404が標準装備
され、シリアル通信用の入力用のコネクタ405がオプ
ションで装備される。コネクタ401〜405にはそれ
ぞれA/D変換部406,D/I変換部407,RS2
32C部408,409,LAN部410が接続されて
いる。操作機500から出力された操作信号S1は、コ
ネクタ401〜404のうちの1つのコネクタ及びバス
411を介してCPU412に送られる。またユーザ操
作機30(図1参照)から出力された操作信号はコネク
タ405及びバス411を介してCPU412に送られ
る。CPU412は、標準装置されたROM413,R
AM414のデータやオプション装置されるICカード
415のデータを基に、位置・方向信号S2を作る。位
置・方向信号S2はトランスピュータリンクアダプタ4
16,出力用コネクタ417及び高速シリアル通信路
(トランスピュータリンク)418を介して運動制御部
300に送られる。なお、419は電源である。また汎
用CPU412及びトランスピュータリンクアダプタ4
16の代りに、専用の操作制御CPU420を用いても
よい。
FIG. 4 shows an example of a concrete circuit configuration of the operation control section 400. In this operation control unit 400, four connectors 401, 402, 403, 404 for input are provided as standard equipment, and an input connector 405 for serial communication is provided as an option. A / D converter 406, D / I converter 407, and RS2 are connected to connectors 401 to 405, respectively.
The 32C units 408 and 409 and the LAN unit 410 are connected. The operation signal S1 output from the operating device 500 is sent to the CPU 412 via one of the connectors 401 to 404 and the bus 411. The operation signal output from the user operation device 30 (see FIG. 1) is sent to the CPU 412 via the connector 405 and the bus 411. The CPU 412 is a ROM 413, R which is a standard device.
The position / direction signal S2 is generated based on the data of the AM 414 and the data of the IC card 415 which is an optional device. The position / direction signal S2 is the transputer link adapter 4
16, the output connector 417 and the high-speed serial communication path (transputer link) 418 to the motion control unit 300. 419 is a power supply. In addition, the general-purpose CPU 412 and the transputer link adapter 4
Instead of 16, a dedicated operation control CPU 420 may be used.

【0031】図5は運動制御部300の具体的回路構成
の一例を示す。この運動制御部300には入力用コネク
タ301を介して位置・方向信号S2が入力される。全
体管理,データ管理及び目標生成をするCPU302
と、現在値を生成するCPU303と、ヤコビ行列を生
成するCPU304と、指令生成をするCPU305
は、トランスピュータリンクにより環状に連結されてい
る。そしてCPU302〜305により、位置・方向信
号S2に応じた各軸信号S3が作られる。通信制御用C
PU306はトランスピュータリンクによりCPU30
2に接続されており、CPU306の管理の下に、出力
部307,出力用コネクタ308及びシリアル通信路3
09を介して各軸信号S3がサーボドライバ200に送
られる。出力部307はシリアル/パラレル変換器、パ
ラレル/シリアル変換器、ドライバ/バッファにより構
成される。全体電力は電源310により供給される。
FIG. 5 shows an example of a concrete circuit configuration of the motion control unit 300. The position / direction signal S2 is input to the motion control unit 300 via the input connector 301. CPU 302 for overall management, data management and target generation
And a CPU 303 that generates a current value, a CPU 304 that generates a Jacobian matrix, and a CPU 305 that generates a command.
Are annularly connected by a transputer link. Then, the CPUs 302 to 305 generate each axis signal S3 corresponding to the position / direction signal S2. C for communication control
PU306 is CPU30 by Transputer link
2, the output unit 307, the output connector 308, and the serial communication path 3 under the control of the CPU 306.
Each axis signal S3 is sent to the servo driver 200 via 09. The output unit 307 includes a serial / parallel converter, a parallel / serial converter, and a driver / buffer. The total power is supplied by the power supply 310.

【0032】図6はサーボドライバ200の具体的回路
構成の一例を示す。このサーボドライバ200には入力
用コネクタ201を介して各軸信号S3が入力される。
このサーボドライバ200は、アームの軸数と同数のサ
ーボドライバ回路202−1,202−2・・・を有し
ている。サーボドライバ回路202のデジタルシグナル
プロセッサ203は、ROM204にデータを格納する
とともに、各軸信号S3を基にアームのモータに送る電
力及びブレーキに送る電流を求める。モータ電流はD/
A変換器205,電流アンプ207及びモータドライバ
207の系により出力され、ブレーキ電流はブレーキド
ライバ208から出力される。またアームの位置を示す
レゾルバ信号はアナログスイッチ209,レゾルバ/デ
ジタル変換器210及びカウンタ211の系を介してデ
ジタルシグナルプロセッサ203に入力される。このレ
ゾルバ信号はこのサーボドライバ200から運動制御部
300にも送られる。そしてモータ電流,ブレーキ電
流,レゾルバ信号は、一括コネクタ212を介して電動
アクチュエータ部100に対し送受される。なお、アナ
ログスイッチ209がモータ軸側に投入されると、モー
タ軸レゾルバ(後述)のレゾルバ信号が入力され、出力
軸側に投入されると、出力軸レゾルバ(後述)のレゾル
バ信号が入力される。また、全体電力は電源213によ
り供給される。
FIG. 6 shows an example of a concrete circuit configuration of the servo driver 200. Each axis signal S3 is input to the servo driver 200 via the input connector 201.
The servo driver 200 has the same number of servo driver circuits 202-1, 202-2, ... As the number of arm axes. The digital signal processor 203 of the servo driver circuit 202 stores the data in the ROM 204 and determines the electric power to be sent to the arm motor and the electric current to be sent to the brake based on each axis signal S3. Motor current is D /
The brake current is output from the system of the A converter 205, the current amplifier 207, and the motor driver 207, and the brake current is output from the brake driver 208. A resolver signal indicating the position of the arm is input to the digital signal processor 203 via the system of the analog switch 209, the resolver / digital converter 210 and the counter 211. This resolver signal is also sent from the servo driver 200 to the motion control unit 300. Then, the motor current, the brake current, and the resolver signal are transmitted / received to / from the electric actuator unit 100 via the collective connector 212. When the analog switch 209 is turned on the motor shaft side, a resolver signal of a motor shaft resolver (described later) is input, and when it is turned on the output shaft side, a resolver signal of an output shaft resolver (described later) is input. . Further, the total power is supplied by the power source 213.

【0033】図7は電動アクチュエータ部100の具体
的回路構成の一例を示す。アーム101の各軸にはAC
モータ111,ブレーキ112,減速器113が備えら
れており、減速器113の出力に応じて各軸角度が変化
していく。このときモータ回転位置はモータ軸レゾルバ
114により検出され、減速器出力部の回転位置(軸角
度)は出力軸レゾルバ115により検出される。一括コ
ネクタ116は電動コネクタ100をサーボドライバ2
00に接続するコネクタであり、このコネクタ116を
介してモータ電流,ブレーキ電流,レゾルバ信号が授受
される。
FIG. 7 shows an example of a concrete circuit configuration of the electric actuator section 100. AC on each axis of the arm 101
The motor 111, the brake 112, and the decelerator 113 are provided, and each axis angle changes according to the output of the decelerator 113. At this time, the motor rotation position is detected by the motor shaft resolver 114, and the rotation position (shaft angle) of the decelerator output portion is detected by the output shaft resolver 115. The collective connector 116 uses the electric connector 100 as the servo driver 2
00, through which a motor current, a brake current, and a resolver signal are transmitted and received.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本発明によれば、ロボット装置を機能毎の階層部に
分割しているので、必要な階層部を組み合せるだけで、
適用作業やユーザの要望に応じた最適なロボット装置を
簡単に製造できる。またユーザの持っているシステムと
も簡単に結合することができ、無駄がなくなる。
According to the present invention as specifically described in connection with the above embodiments, the robot apparatus is divided into hierarchical portions for each function. Therefore, by combining the necessary hierarchical portions,
It is possible to easily manufacture an optimum robot device according to application work and user's request. In addition, it can be easily combined with the system owned by the user, thus eliminating waste.

【0035】このようなことから、ユーザの機能追加要
求にも簡単に対応でき、適用作業の変更・高度化にとも
なう機能の追加・改造が安価且つ容易にできる。
As described above, it is possible to easily respond to the user's request for adding a function, and it is possible to inexpensively and easily add or modify the function accompanying the change or sophistication of the applied work.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】実施例に用いる操作制御部の一例を示すブロッ
ク図。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of an operation control unit used in the embodiment.

【図5】実施例に用いる運動制御部の一例を示すブロッ
ク図。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a motion control unit used in the embodiment.

【図6】実施例に用いるサーボドライバの一例を示すブ
ロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a servo driver used in the embodiment.

【図7】実施例に用いる電動アクチュエータ部を示すブ
ロック図。
FIG. 7 is a block diagram showing an electric actuator unit used in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 電動アクチュエータ部 200 サーボドライバ 300 運動制御部 400 操作制御部 500 操作機 600 力制御システム部 700 作業管理部 S1 操作信号 S2 位置・方向信号 S3 各軸信号 S4 電力 100 Electric Actuator Unit 200 Servo Driver 300 Motion Control Unit 400 Operation Control Unit 500 Operation Machine 600 Force Control System Unit 700 Work Management Unit S1 Operation Signal S2 Position / Direction Signal S3 Each Axis Signal S4 Electric Power

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大道 武生 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 井辺 智吉 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 林 哲司 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takefu Odo 2-1-1, Niihama, Arai-cho, Takasago, Hyogo Prefecture Takasago Research Institute, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Chikichi Ibe 2-chome, Niihama, Arai-cho, Takasago, Hyogo Prefecture No. 1 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Takasago Research Institute (72) Inventor Tetsuji Hayashi 1-1-1 Wadasaki-cho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Kobe Shipyard

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロボット装置が機能に応じて複数の階層
部に分割されており、各階層部はその階層において必要
とされる最低限の機能を少なくとも有するとともに、入
出力される信号仕様があらかじめ規定され、更に各階層
部は階層部相互や他の機種装置と接続するためのコネク
タ機能を有することを特徴とする階層化ロボット装置。
1. A robot apparatus is divided into a plurality of layer portions according to functions, each layer portion has at least the minimum function required in that layer, and the input / output signal specifications are preset. The layered robot apparatus is characterized in that each layer section has a connector function for connecting each layer section and another type of apparatus.
【請求項2】 請求項1において、各階層部は、機能や
能力の異なる複数の製品の中から、そのロボットが行う
作業に合うタイプのものが選択されていることを特徴と
する階層化ロボット装置。
2. The hierarchized robot according to claim 1, wherein each hierarchal unit is selected from a plurality of products having different functions and capabilities, which is suitable for the work to be performed by the robot. apparatus.
【請求項3】 操作部と、操作制御部と、運動制御部
と、サーボドライバと、多軸のアームを有する電動アク
チュエータ部とに分割されており、 前記操作部は、操作者の操作に応じてアームの動きを指
令する操作信号を出力するとともに、前記操作制御部に
接続できるコネクタ機能を有し、 前記操作制御部は、前記操作部又は他機種のユーザ操作
部に接続できるコネクタ機能及び前記運動制御部に接続
できるコネクタ機能を有し、操作信号が入力されるとア
ームの先端が進むべき位置と方向を示す位置・方向信号
を演算して出力し、 前記運動制御部は、前記操作制御部又は他機種のユーザ
操作制御部に接続できるコネクタ機能及び前記サーボド
ライバに接続できるコネクタ機能を有し、位置・方向信
号が入力されるとアームの各軸がどのように動いたらよ
いかを指令する各軸信号を演算して出力し、 前記サーボドライバは、前記運動制御部又は他機種のユ
ーザ運動制御部に接続できるコネクタ機能及び前記電動
アクチュエータに接続できるコネクタ機能を有し、各軸
信号が入力されるとこの各軸信号に応じた電力を電動ア
クチュエータ部に送り、 前記電動アクチュエータ部は、前記サーボドライバ又は
他機種のユーザドライバに接続できるコネクタ機能を有
するとともに、多軸のアームの各軸に備えたモータに電
力が供給されることにより作動することを特徴とする階
層化ロボット装置。
3. An operation section, an operation control section, a motion control section, a servo driver, and an electric actuator section having a multi-axis arm, wherein the operation section responds to an operation by an operator. And a connector function that can be connected to the operation control unit, and the operation control unit has a connector function that can be connected to the operation unit or a user operation unit of another model and the connector function. It has a connector function that can be connected to the motion control unit, and when a manipulation signal is input, it calculates and outputs a position / direction signal that indicates the position and direction in which the tip of the arm should advance. Part or other model user operation control part has a connector function that can be connected and a connector function that can be connected to the servo driver, and how each axis of the arm when the position / direction signal is input Each axis signal for instructing whether or not to move, and outputs the servo driver has a connector function that can be connected to the motion control unit or a user motion control unit of another model and a connector function that can be connected to the electric actuator. When each axis signal is input, power corresponding to each axis signal is sent to the electric actuator section, and the electric actuator section has a connector function that can be connected to the servo driver or a user driver of another model, A hierarchized robot apparatus, which operates when electric power is supplied to a motor provided on each axis of a multi-axis arm.
【請求項4】 請求項3において、ユーザ操作部は、ロ
ボットが行う作業に応じたプログラムにより自動的に操
作信号を順次出力する作業管理部であることを特徴とす
る階層化ロボット装置。
4. The hierarchical robot apparatus according to claim 3, wherein the user operation unit is a work management unit that automatically outputs operation signals sequentially by a program according to a work performed by the robot.
【請求項5】 請求項3において、操作制御部と運動制
御部とサーボドライバと電動アクチュエータとで構成し
たことを特徴とする階層化ロボット装置。
5. The hierarchized robot apparatus according to claim 3, comprising an operation control unit, a motion control unit, a servo driver, and an electric actuator.
【請求項6】 請求項3において、運動制御部とサーボ
ドライバと電動アクチュエータとで構成したことを特徴
とする階層化ロボット装置。
6. The hierarchized robot apparatus according to claim 3, comprising a motion controller, a servo driver, and an electric actuator.
【請求項7】 請求項3において、サーボドライバと電
動アクチュエータとで構成したことを特徴とする階層化
ロボット装置。
7. A hierarchized robot apparatus according to claim 3, comprising a servo driver and an electric actuator.
【請求項8】 請求項3において、電動アクチュエータ
のみで構成したことを特徴とする階層化ロボット装置。
8. A hierarchized robot apparatus according to claim 3, wherein the hierarchized robot apparatus comprises only an electric actuator.
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